JP2009535573A - ディスクブレーキの摺動機構 - Google Patents

Abstract

ブレーキディスクと嵌合するのに適したキャリパ（２）と、前記キャリパが前記ブレーキディスクに対して軸方向に摺動自在となるように該キャリパを車両のブレーキ支持体に固定するための第１および第２支持ベアリング（３，４）であって、該第１支持ベアリング（３）が第１ガイドピン（６）と第１ガイドブシュ（１５）とを含むとともに該第２支持ベアリング（４）が第２ガイドピン（７）と第２ガイドブシュ（８）とを含み、該第１ガイドピン（６）およびガイドブシュ（１５）が摺動面の間に実質的にあそびを有さず、該第２ガイドピン（７）およびガイドブシュ（８）が摺動面の間にあそびを有する、第１および第２支持ベアリングと、を包含するディスクブレーキの摺動機構であって、前記第２ガイドブシュ（８）が、弾性材料の環状部材（１１）を間に備える内側（１２）および外側（１０）の環状金属部材を包含することと、該ブシュ（８）の中心（１８）が前記ガイドピン（７）の中心（１７）に対してオフセットしていること。
これにより、ブレーキが非作用状態であるとき、振動により生じるブレーキノイズが除去される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ブレーキディスクと嵌合するのに適したキャリパと、ブレーキディスクに対してキャリパが軸方向に摺動自在であるように車両のブレーキ支持体にキャリパを固定するための二つの支持ベアリングとを包含する、トラック、バスなどの車両のためのディスクブレーキの摺動機構に関連し、実質的にあそびのない第１ガイドピンと第１ガイドブシュとを第１支持ベアリングが含むとともに、あそびを有する第２ガイドピンと第２ガイドブシュとを第２支持ベアリングが含む。

この種のディスクブレーキは、特許文献１から周知である。摺動ディスクブレーキは、固定および浮動ベアリングを含み、浮動ベアリングは、円形ベアリングボルトが挿入される楕円形断面の内側開口部を有するガイドブシュを含む。その意図は、ガイドブシュにおいて一方向のみのベアリングボルトの動きを可能にすることである。その目的は、製造公差を吸収し、車両の制動中のキャリパの動きを可能にし、同時にがたつきなどのブレーキノイズを除去することである。この解決法は、ブレーキを製造している時、つまりブレーキが新しい時には公差を補正するが、磨耗により生じた公差を補正することはできない。ゆえにブレーキが新しい時と、特にブレーキが使用された時の両方で、一定のあそびや多少のがたつきノイズが不可避である。孔の寸法および形状の異なる同様のブシュが、当該技術で周知である。

しかし、周知のタイプのディスクブレーキの欠点は、ディスクブレーキが非作用である時にブレーキキャリパが緩く取り付けられることである。その結果、ディスクブレーキキャリパに振動が伝達される凹凸面で運転される時には特に、車両のディスクブレーキからがたつきノイズが生じて、浮動ベアリングの公差のため、摺動ディスクブレーキの二つのガイドスリーブと垂直な方向にノッキングノイズが発生するのである。

ブレーキ製造メーカーすべてが直面している問題は、浮動キャリパを設けるためキャリパが二つのガイドピン上で自由に摺動するようにすることである。そのため、ノイズを回避するにはガイドピンとブシュとの間のあそびはできる限り小さくすべきである。同時に、ガイドピン上でのキャリパの詰まりを回避するには、製造公差が補正されなければならない。また、キャリパを傾斜させてそれ以上の詰まりを発生させてはならない。そのため、多少のあそびが必要である。一般的な解決法の一つは、キャリパを取り付ける時に非対称な取付手段を使用することである。このような非対称取付手段は、ブレーキの取付中に公差を補正するように調節される。これら取付手段は、ブレーキが新しい時には充分に機能するが、磨耗は補正せず、制動動作により生じる動荷重も補正しない。特許文献２、特許文献３、特許文献４にはこのようなディスクブレーキが記載されている。

ノイズフリーディスクブレーキに摺動キャリパを設ける別の例は、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９などに示されている。これらの解決法はすべて、ディスクブレーキが新しい時に機能するが、磨耗および制動動作により生じる動荷重は補正しない。

国際公開第０３／０２５４１３号パンフレット（ＷＯ ０３／０２５４１３ Ａ１） 特開昭５５−０５４７３２号公報（ＪＰ ５５０５４７３２） 特開昭５８−０６１３４０号公報（ＪＰ ５８０６１３４０） 英国特許第２３１１１０７号明細書（ＧＢ ２３１１１０７） 独国特許出願公開第４４１１７００号明細書（ＤＥ ４４１１７００） 独国特許出願公開第２５１４３８３号明細書（ＤＥ ２５１４３８３） 特開２００２−２７６６９９号公報（ＪＰ ２００２／２７６６９９） 特開２０００−０２７９０４号公報（ＪＰ ２０００／０２７９０４） 特開平１１−１１７９５９号公報（ＪＰ １１１１７９５９）

この結果、ディスクブレーキキャリパに振動が伝達される凹凸面で運転される時には特に、車両のディスクブレーキからのがたつきノイズが生じることで、浮動ベアリングの公差のため、摺動ディスクブレーキの二つのガイドスリーブに垂直な方向にノッキングノイズが発生する。このがたつきノイズはディスクブレーキが非作用である時に発生し、後部にエンジンを備えるバスでは特に、車両の室内で聞こえるものである。ブレーキ部品の質量が乗用車よりも大きいので、この問題はトラックまたはバスなどの大型車両で最も顕著である。これを背景として、非作用ブレーキ状態のノイズが軽減されるか除去される、最初に述べた種類のディスクブレーキの摺動機構を提供することが、本発明の目的である。

この目的は、弾性材料の環状部材を間に備える内側および外側の環状金属部材を第２ガイドブシュが包含し、ブシュの中心がガイドピンの中心に対してオフセットするようにブシュが取り付けられるディスクブレーキの摺動機構によって達成される。

本発明により、浮動キャリパを備えるディスクブレーキの長所が維持されるが、非作用ブレーキ状態のノイズが除去される。本発明によるディスクブレーキは、二つのガイドピンの間に位置公差を設けるのと同時に、ガイドピンとブシュとの間のあそびにより生じるノッキングノイズを除去することを可能にしている。さらに、進歩性のある摺動機構は、ガイドピンおよび／またはブシュの磨耗により生じる公差を埋め合わせることができる。

第一実施例では、第２ガイドピンが第２ブシュに対して非対称に取り付けられる、つまりガイドピンの中心がブシュの中心に対してオフセットするようにブシュが取り付けられる。したがって、二つのガイドピンを通る方向にブシュは圧縮されるか又は、プレテンショニングされる。さらに、ブシュは、ガイドピンの直径より長い内径を備える。これにより、第２ガイドピンとブシュ壁との間に力が発生するように第２ガイドピン中心はブシュの中心に対して若干オフセットしている。弾性材料は、すべての製造公差を吸収するとともに、あらゆる公差の場合にブシュが所定の最小プレテンショニングを受けるような寸法を持つ。ガイドピンの軸方向における摺動力は、ガイドピンとブシュ材料との間の適切な摩擦とバランスが保たれなければならない。キャリパへの力が垂直方向に作用する時、ガイドピンの接触面は左右に弾むのでなくブシュ内で径方向に摺動または回転する。プレテンショニングのため、ガイドピンの接触面がブシュと一定に接触して、ノイズが除去される。

ブシュの環状外側部材は鋼製リングであり、外側リングの内側に弾性材料が接合されることが好ましい。さらに、環状内側部材は、弾性材料に接合される真鍮などの低摩擦材料で製作されることが好ましい。弾性材料はゴムまたはプラスチックであることが好ましい。

本発明のさらなる実施例では、ブシュは、二つのガイドピンにより画定される面に対応するブシュの径方向に第１圧縮抵抗を、このガイドピン面に対して垂直なブシュの径方向に第２圧縮抵抗を呈し、第１圧縮抵抗は第２圧縮抵抗よりも低い。低い方の第１圧縮抵抗は、環状弾性材料の少なくとも一部分の一つ以上の空洞によって設けられることが好ましい。これにより、ブシュの様々な方向における剛性の差を簡単な方法で得られるという長所が見られる。二つの方向の圧縮抵抗に実質的な差が設けられるように、弾性材料層は比較的厚いことが好ましい。

本発明の第二の面では、トラック、バスなどの車両のディスクブレーキキャリパのためのガイドブシュも設けられ、該ガイドブシュは、弾性材料の環状部材間に備える内側および外側の環状金属部材を包含し、該弾性材料は弾性ガイドブシュの二つの異なる径方向において異なる圧縮抵抗を持つ。

以下では、添付図面を参照にして本発明をより詳細に説明する。

図１は、トラックまたはバスなどの業務車両のためのディスクブレーキのキャリパ２を示す。キャリパ２はブレーキディスク（不図示）を跨ぎ、キャリパ２は周知の方法で車両のブレーキ支持体（不図示）に変位自在に締結される。

キャリパ２は、二つのガイドピンに沿って軸方向に変位自在である。キャリパ２は、第１ガイドピン６を含む第１支持ベアリング３と、第２ガイドピン７を含む第２支持ベアリング４とに摺動自在に取り付けられる。こうしてキャリパ２は、ブレーキが作用する第１位置と、ブレーキが非作用であるつまりブレーキパッドがブレーキディスクに圧力を印加しない第２位置との間でキャリパ２が摺動できるように、平行配置された二つのガイドピン６，７に摺動自在に取り付けられている。キャリパは、ブレーキパッドの磨耗を補正するようにガイドピン上でも摺動する。

第１ベアリング３は、キャリパ２のボア１６へ押入される第１ブシュ１５を含む。ブシュ１５は孔に押入される環状金属部材で、ライナとして孔に使用される。その目的は、実質的にあそびのない低摩擦で密着したガイドピンへの嵌着を実施することである。ブシュは、真鍮化合物などの低摩擦材料で製作されることが好ましい。このようなブシュは当該技術では周知であり、これ以上説明しない。ガイドピン６はブシュ１５に延在し、ブレーキ支持体（不図示）に固定される。第２支持ベアリング４は、キャリパ２のボア９に押入されるブシュ８を含む。ガイドピン７はブシュ８に延在して、ブレーキ支持体（不図示）に固定される。

図２と３を参照すると、本発明が詳細に示されている。キャリパ２のボア９に取り付けられたガイドブシュ８に延在する第２ガイドピン７が取り付けられている。ブシュ８は、円形断面形状を有してキャリパ２の対応寸法のボア９に押入されることが好ましい外側円筒形部材１０を包含する。ブシュ８はさらに、やはり円形断面形状を有する内側部材１２を包含する。外側リング１０と内側リング１２との間には、弾性材料１１、好ましくはゴムまたはプラスチックが設けられている。

キャリパ２のボア９にブシュが圧入によって取り付けられるように、ブシュ８の外側部材１０はキャリパ２のボア９の直径と一致する外径を備える。内側部材１２は、ガイドピン７の直径よりも大きい内径を持つ内側円形開口部１４を有する。ブシュ８の中心１８がガイドピン７の中心１７に対してオフセットしてガイドピンとブシュ壁との間に力が発生するように、ブシュ８はキャリパ２に取り付けられている。この取付は、二つのガイドピンの間の位置公差が得られるように第２ベアリングにプレテンションを与える。ガイドピン７はこのプレテンションのため、ブシュ８と常に当接する。こうしてこのプレテンションは、先行技術のガイドピンとブシュとの間のあそびにより生じるノッキングノイズを除去する。このプレテンションはまた、ガイドピンおよび／またはブシュの磨耗により生じる公差も補正する。弾性材料は、すべての製造公差を吸収するとともに、あらゆる公差の場合にブシュの圧縮応力を所定の最小値とするような寸法を持つ。

二つのベアリングが圧縮応力を受けるようにキャリパが取り付けられるので、ガイドピン７は、ブレーキが非作用である時にブシュ８の内側部材１２にぶつからず、ｒで示された矢印に沿って径方向に内側部材１２上を摺動または回転する。第２ガイドピン７が加圧状態で取り付けられるため、ガイドブシュ８の弾性材料１１の圧縮によって、ガイドピン７とブシュ８の内側部材１２の接触面との間の常時接触が保証される。

図３に示されているように、取付工具でブレーキを組み立てている作業者に見える貫通孔であることが好ましい空洞１３を弾性ゴム材料が備える。これらの空洞１３は、内側リング１２の各側に相互に対向して位置する二つの区分に設けられる。ブシュ８がキャリパに取り付けられた時に二つのガイドピン６，７により画定される面に対応するブシュの径方向にブシュが第１圧縮抵抗を有するように、これら二つの空洞区分１３が設けられる。この面は矢印ｘで表される。ブシュ８は、ガイドピン面に垂直な方向に第２圧縮抵抗を有し、第１圧縮抵抗は第２圧縮抵抗よりも低い。異なる方向に異なる材料を使用することによっても、異なる圧縮抵抗が得られる。したがって、図３に見られるように、ガイドピンとブシュとのオフセット取付により、ブシュ８の片側の弾性材料は若干圧縮され、ブシュの反対側は若干膨張している。

本発明の別の長所は、第２ガイドピンに関するブシュ８のプレテンションが、ガイドピン７とブシュ８の内側部材との磨耗も補正することである。また第１ガイドピン６とブシュ１５との磨耗も補正される。通常、ガイドピンは硬鋼で、ブシュは、ガイドピンよりも低い耐摩耗性を持つ真鍮化合物などの低摩擦材料で製作される。こうして本発明では、磨耗が補正されるので、ブレーキの性能をさらに向上させるため、摩擦がさらに低く、おそらくは耐摩耗性も低いブシュ材料を使用することが可能である。

本発明の第一実施例では、円形断面を持つガイドブシュについて説明した。別の実施例では、楕円形断面を持つガイドブシュ、または円形外側部材と楕円形内側部材とを備えるガイドブシュを使用することも可能である。キャリパに弾性材料を直接装着することも可能であり、そうすると、円形外側部材は余分である。

以上、好適な実施例について発明を説明した。しかし、添付の請求項に規定された発明の範囲を逸脱することなく他の実施例を設けることもあり得る。一例を挙げると、弾性材料をゴム以外の材料で設けて、空洞の代わりに、または空洞の補助として、材料が区分によって異なる密度を備えていてもよい。

本発明によるディスクブレーキの部分図である。 本発明による支持ベアリングの詳細な分解断面図である。 本発明によるキャリパに取り付けられた支持ベアリングの詳細図である。

Claims (14)

1. ブレーキディスクと嵌合するのに適したキャリパ（２）と、
   前記キャリパが前記ブレーキディスクに対して軸方向に摺動自在となるように該キャリパを車両のブレーキ支持体に固定するための第１および第２支持ベアリング（３，４）であって、該第１支持ベアリング（３）が第１ガイドピン（６）と第１ガイドブシュ（１５）とを含むとともに該第２支持ベアリング（４）が第２ガイドピン（７）と第２ガイドブシュ（８）とを含み、該第１ガイドピン（６）およびガイドブシュ（１５）が摺動面の間に実質的にあそびを有さず、該第２ガイドピン（７）およびガイドブシュ（８）が摺動面の間にあそびを有する、第１および第２支持ベアリングと、
   を包含するディスクブレーキの摺動機構であって、
   前記第２ガイドブシュ（８）が、弾性材料の環状部材（１１）を間に備える内側（１２）および外側（１０）の環状金属部材を包含することと、該ブシュ（８）の中心（１８）が前記ガイドピン（７）の中心（１７）に対してオフセットしていることと、
   を特徴とする、摺動機構。
2. 前記第２ガイドブシュ（８）が該ブシュの第１径方向に第１圧縮抵抗を、第２径方向に第２圧縮抵抗を備える、請求項１に記載の摺動機構。
3. 前記第１径方向と前記第２径方向とが相互に垂直である、請求項２に記載の摺動機構。
4. 前記ブシュの前記第１径方向が、前記２本のガイドピン（６，７）により画定される面に対応する、請求項２または３に記載の摺動機構。
5. 前記第１圧縮抵抗が前記第２圧縮抵抗より低い、請求項２ないし４のいずれかに記載の摺動機構。
6. 前記環状弾性材料（１１）の少なくとも一部分の一つ以上の空洞（１３）により、低い方の前記第１圧縮抵抗が得られる、請求項５に記載の摺動機構。
7. 前記弾性材料（１１）が前記内側（１２）および外側（１０）環状金属部材に接合される、請求項１ないし６のいずれかに記載の摺動機構。
8. 真鍮または真鍮化合物などの低摩擦材料で前記環状内側部材（１２）が製作される、請求項１ないし７のいずれかに記載の摺動機構。
9. 前記外側環状金属部材（１０）が前記キャリパ（２）に包含されるため、前記弾性材料（１１）が該キャリパ（２）に直接接合される、請求項１ないし８のいずれかに記載の摺動機構。
10. ディスクブレーキの摺動機構のためのガイドブシュであって、弾性材料の環状部材（１１）を間に備える内側（１２）および外側（１０）環状金属部材を包含するガイドブシュ（８）であり、前記ブシュ（８）の第１径方向に第１圧縮抵抗を、第２径方向に第２圧縮抵抗を備えるガイドブシュ。
11. 前記環状弾性材料の少なくとも一部分の一つ以上の空洞により低い方の圧縮抵抗が得られる、請求項１０に記載のガイドブシュ。
12. 前記環状外側部材（１０）が鋼製リングであり、前記環状内側部材（１２）が低摩擦材料で製作され、前記弾性材料（１１）が該外側および内側部材に接合される、請求項１０または１１に記載のガイドブシュ。
13. 請求項１ないし９のいずれかに記載の摺動機構を包含する、車両のためのディスクブレーキ。
14. 請求項１３に記載の複数のディスクブレーキを包含する車両。

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